摘要
对于镁合金而言，当务之急是提高其耐蚀性，而提高镁合金耐蚀性的主要手段就是采用表面处理方法。由于镁合金自身的电化学特性，传统的单一改性方法已经无法满足镁合金应用的需求。因此，为进一步提高镁合金耐蚀性，正确选择复合涂层体系是十分重要的。综合多种表面处理工艺来看，微弧氧化（MAO）改性技术成本低、环境友好且各项性能优良，但是其表面存在孔洞与裂纹，耐蚀性仍然有巨大的提升空间，所以对镁合金MAO涂层进行后续处理非常关键。本研究采用水热处理与无机盐封孔技术相结合的方法，对镁合金微弧氧化涂层进行后续处理以制备复合涂层。对不同条件下制备的涂层样品的微观形貌、成分结构、物相组成等进行了测试分析。同时，通过结合力测试、电化学性能测试、全浸腐蚀实验评价了涂层的结合力、自修复性能和耐腐蚀性。 采用MAO与水热法相结合的方法，在AZ31B镁合金表面成功制备了具有长期耐蚀和自修复能力的多层MAO/PA/Ce复合涂层。首先利用植酸改性MAO涂层来增强铈层与MAO层间的结合强度，确定了植酸改性的时间。探究了不同水热时间与水热温度对复合涂层的影响，最终确定水热温度110℃，水热处理时间1h。在优化的水热条件下制备的MAO/PA/Ce复合涂层外层由铈基球形颗粒组成，且与基体之间附着力达到4B等级，解决了铈转化膜结合力差的问题。与基体相比，电化学测试的结果说明了MAO/PA/Ce复合涂层使镁合金耐腐蚀性能显著改善，自腐蚀电流密度下降了两个数量级。长期浸泡EIS试验和划痕修复试验证明了MAO/PA/Ce复合涂层的自修复性能，在涂层受到破坏时自修复涂层可以将铈离子释放到损伤区，样品在浸泡14d后膜阻抗值仍能达到1.09×104Ω?cm2。 利用一步水热法在AZ31B镁合金MAO涂层上制备了Mg(OH)2/Mg3(PO4)2复合涂层。采用了单一Na3PO4溶液作为水热溶液，可实现Mg(OH)2/Mg3(PO4)2在MAO涂层上的原位生长。探究了不同水热溶液与水热条件对MAO/Mg(OH)2/Mg3(PO4)2涂层的影响，实验证明只有在Na3PO4溶液中以优化的水热条件才能制备致密性良好的复合涂层，最终确定水热处理温度110℃，水热处理时间18h。Mg(OH)2/Mg3(PO4)2复合涂层可以通过原位生长的Mg(OH)2层与球形Mg3(PO4)2颗粒对MAO涂层中的微孔和微裂纹进行封闭，且在涂层附着力划痕测试中显示出了最高的5B评定等级。MAO/Mg(OH)2/Mg3(PO4)2样品的自腐蚀电流密度相较于镁合金基体下降了三个数量级，且镁合金的阻抗值由2.96×102Ω?cm2提升至2.48×106Ω?cm2。
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